Vol.2 No.2 2009

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シンセシオロジー 研究論文−137−Synthesiology Vol.2 No.2 pp.137-146(Jun. 2009)1 緒言セラミックスは一般の産業機械分野はもとより、半導体・電子部品、電子機器、自動車、加工、環境、エネルギー、バイオ等さまざまな産業分野において広く普及し、金属材料や高分子材料と並んで産業を支える重要な部材として強く認知されている。一方、セラミックス製造プロセスを環境負荷低減の観点から俯瞰すると、課題も見えてくる。国内では、セラミックス産業を含む産業部門がエネルギー消費起源の温室効果ガスの約4割を排出している。産業別の鉱工業生産指数当たりのエネルギー消費単位指数変化を比較すると、セラミックス産業を含む窯業土石産業は鉄鋼、化学、紙・パルプ産業に比較して約1.5倍と高い[1]。とりわけ、セラミックスの製造は省資源、省エネ、環境負荷を十分に考慮したプロセスと言えず、高効率な製造を進める上で課題が多い。そのため、既存のセラミックス製造における省エネ化を促進するプロセス技術、さらには革新的な高効率製造プロセスの開発が急務である。我々の研究グループは、これらの社会的背景のもと、セラミックスの省エネプロセスの開発を含む低環境負荷製造プロセスの構築を目的に研究開発を進めてきた。本稿では、既存のセラミックス製造プロセスを対象にした省エネプロセスの開発について、これに至った経緯、ならびにその成果について報告する。2 既存製造プロセスの現状セラミックスの製造は金属や高分子等の他材料の場合と比較して多品種少量生産でありながら、混合・分散、乾燥、渡利 広司1*、長岡 孝明2、佐藤 公泰2、堀田 裕司2地球環境保全の観点から、セラミックス産業においても製造プロセスにおける投入エネルギーの削減が強く望まれている。本研究では、現在稼動しているセラミックスの製造プロセスを対象にした省エネプロセスについて検討を行った。研究開発にあたっては、既存プロセスへの適用、既存装置の利用、低コスト化、機能・特性の維持等の条件を設定した。適用可能なプロセス技術の検討および抽出により、セラミックスの製造プロセスの省エネ化には有機バインダー量の低減化もしくはゼロ化が極めて有効であり、その結果新規バインダー技術の開発を進めた。得られた知見は民間企業との共同研究を通じて既存生産ラインへ適用され、投入エネルギー量の大幅な削減に生かされている。セラミックス製造の省エネプロセスの確立を目指して− 新規バインダー技術の開発 −Koji Watari1*, Takaaki Nagaoka2, Kimiyasu Sato2 and Yuji Hotta2 A strategy to reduce energy usage in ceramic fabrication- Novel binders and related processing technology -Because of serious global environmental problems, the ceramic industry has been concentrating on the reduction of energy usage during manufacturing. In this project, we have investigated low-energy processing techniques for ceramic components. Our research and development approach was carried out with the goal of realizing new ceramics that can be manufactured using conventional manufacturing processes and equipment at low-cost without significant degradation in material properties. After a careful investigation of possible technologies, we concluded that a decrease in the amount of organic binder is the most effective technique to promote low-energy processing, and have successfully developed a novel binder technology. Our technology and knowledge have contributed to greatly reduce the amount of energy required for ceramic fabrication through a collaborative research project with a private company. キーワード:セラミックス、製造、省エネ、バインダー、プロセス、水Keywords:Ceramics, manufacturing, energy saving, binder, process, water1 産業技術総合研究所 イノベーション推進室 〒305-8568 つくば市梅園1-1-1 中央第2、2産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 〒463-8560 名古屋市守山区下志段味穴ヶ洞2266-981. Research and Innovation Promotion Office, AIST Tsukuba Central 2, Umezono1-1-1 Tsukuba 305-8568, Japan *E-mail: , 2. Advanced Manufacturing Research Institute, AIST Anagahora 2266-98, Shimo-shidami, Moriyama-ku, Nagoya 463-8560, JapanReceived original manuscript March 2,2009, Revisions received March 25,2009, Accepted March 27,2009

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